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Dalitz Diagramm Das nach Richard Dalitz der diese Methode 1953 einführte um den Zerfall von K Mesonen zu studieren ist e

Dalitz-Diagramm

Das Dalitz-Diagramm (nach Richard Dalitz, der diese Methode 1953 einführte, um den Zerfall von K-Mesonen zu studieren) ist ein Streudiagramm, das oft in der Teilchenphysik angewendet wird. Dabei werden die nacheinander aufgetretenen Werte kinematischer Variablen eines Streu- oder Zerfallsexperiments als Punkte in ein x-y-Diagramm eingetragen. Die Punktdichte zeigt dann, wie häufig bestimmte kinematische Konfigurationen der Endprodukte auftreten.

Ein Dalitz-Plot aus Monte-Carlo-generierten -Zerfällen, unter Verwendung eines ComPWA-Modells. Optimierte Parameter für verschiedene Resonanzen wurden mit Geneva bestimmt.

Für Dreikörperzerfälle Bearbeiten

Die Kinematik eines Dreikörperzerfalls kann mit nur zwei Variablen vollständig beschrieben werden. In herkömmlichen Dalitz-Diagrammen zeigen die Achsen die Quadrate der invarianten Massen von zwei Paaren der Zerfallsprodukte an.

Zerfällt z. B. Teilchen A in drei Teilchen 1, 2 und 3, so können in einem Dalitz-Diagramm für diesen Zerfall

  • auf der x-Achse
  • auf der y-Achse

aufgetragen werden; dabei

Ist ein Zerfall ein reiner Dreikörperzerfall, bei dem das Mutterteilchen direkt in drei Teilchen zerfällt, so ist die Verteilung im Dalitz-Diagramm gleichförmig, wenn es keine Korrelationen in den Winkelverteilungen der Zerfallsprodukte gibt.

Dreikörperzerfälle werden jedoch oft von Resonanzen dominiert, bei denen das Mutterteilchen zunächst in zwei Produktteilchen zerfällt, von denen eins sofort in zwei Endprodukte weiterzerfällt. In diesem Fall zeigt das Dalitz-Diagramm eine ungleichmäßige Verteilung mit erhöhter Punktdichte im Bereich der Masse des resonanten Zerfalls.

Auf diese Weise ist das Dalitz-Diagramm ein hervorragendes Werkzeug, um die Dynamik von Dreikörperzerfällen zu studieren.

Für Vierkörperzerfälle Bearbeiten

Dalitz-Diagramm für vier Teilchen

Das Dalitz-Diagramm kann auch auf Vierkörperzerfälle angewendet werden.

Eine spezifische Form von Vier-Teilchen-Dalitz-Diagrammen (für nicht-relativistische Kinematik), die ein tetraedrisches Koordinatensystem nutzen, wurde erstmals entwickelt, um atomare Vier-Teilchen-Fragmentierungsprozesse zu analysieren, z. B. Doppelionisation von Helium durch Ionenstoß. In diesem Fall werden die Dalitz-Koordinaten der beiden emittierten Elektronen, des Rückstoßions und des gestreuten Projektils aufgetragen.

Literatur Bearbeiten

  • R. H. Dalitz: Decay of τ-Mesons of Known Charge. In: Physical Review. 94, 1954, S. 1046, doi:10.1103/PhysRev.94.1046.
  • Dalitz, Philosophical Magazine Bd. 44, 1953, S. 1068
  • E. Fabri, Nuovo Cimento Bd. 11, 1954, S. 479
  • M. Schulz et al. J. Phys. B Bd. 40, S. 3091 2007
  • M. Schulz, Phys. Rev. A Bd. 79, S. 042708 (2009)

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. ComPWA: A common amplitude analysis framework for PANDA M Michel et al. 2014 J. Phys.: Conf. Ser. 513 022025
  2. Schulz et al., 2007, 2009
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Veröffentlichungsdatum:
Das Dalitz Diagramm nach Richard Dalitz der diese Methode 1953 einfuhrte um den Zerfall von K Mesonen zu studieren ist ein Streudiagramm das oft in der Teilchenphysik angewendet wird Dabei werden die nacheinander aufgetretenen Werte kinematischer Variablen eines Streu oder Zerfallsexperiments als Punkte in ein x y Diagramm eingetragen Die Punktdichte zeigt dann wie haufig bestimmte kinematische Konfigurationen der Endprodukte auftreten Ein Dalitz Plot aus Monte Carlo generierten J ps g p p displaystyle J psi rightarrow gamma pi pi Zerfallen unter Verwendung eines ComPWA 1 Modells Optimierte Parameter fur verschiedene Resonanzen wurden mit Geneva bestimmt Inhaltsverzeichnis 1 Fur Dreikorperzerfalle 2 Fur Vierkorperzerfalle 3 Literatur 4 Weblinks 5 EinzelnachweiseFur Dreikorperzerfalle BearbeitenDie Kinematik eines Dreikorperzerfalls kann mit nur zwei Variablen vollstandig beschrieben werden In herkommlichen Dalitz Diagrammen zeigen die Achsen die Quadrate der invarianten Massen m i j displaystyle m ij nbsp von zwei Paaren der Zerfallsprodukte an Zerfallt z B Teilchen A in drei Teilchen 1 2 und 3 so konnen in einem Dalitz Diagramm fur diesen Zerfall auf der x Achse m 12 2 p 1 p 2 2 displaystyle m 12 2 p 1 p 2 2 nbsp auf der y Achse m 23 2 p 2 p 3 2 displaystyle m 23 2 p 2 p 3 2 nbsp aufgetragen werden dabei sind p i displaystyle p i nbsp die Viererimpulse stehen die Quadrate jeweils fur die Minkowski Produkte mit sich selbst Ist ein Zerfall ein reiner Dreikorperzerfall bei dem das Mutterteilchen direkt in drei Teilchen zerfallt so ist die Verteilung im Dalitz Diagramm gleichformig wenn es keine Korrelationen in den Winkelverteilungen der Zerfallsprodukte gibt Dreikorperzerfalle werden jedoch oft von Resonanzen dominiert bei denen das Mutterteilchen zunachst in zwei Produktteilchen zerfallt von denen eins sofort in zwei Endprodukte weiterzerfallt In diesem Fall zeigt das Dalitz Diagramm eine ungleichmassige Verteilung mit erhohter Punktdichte im Bereich der Masse des resonanten Zerfalls Auf diese Weise ist das Dalitz Diagramm ein hervorragendes Werkzeug um die Dynamik von Dreikorperzerfallen zu studieren Fur Vierkorperzerfalle Bearbeiten nbsp Dalitz Diagramm fur vier TeilchenDas Dalitz Diagramm kann auch auf Vierkorperzerfalle angewendet werden Eine spezifische Form von Vier Teilchen Dalitz Diagrammen fur nicht relativistische Kinematik die ein tetraedrisches Koordinatensystem nutzen wurde erstmals entwickelt um atomare Vier Teilchen Fragmentierungsprozesse zu analysieren z B Doppelionisation von Helium durch Ionenstoss 2 In diesem Fall werden die Dalitz Koordinaten der beiden emittierten Elektronen des Ruckstossions und des gestreuten Projektils aufgetragen Literatur BearbeitenR H Dalitz Decay of t Mesons of Known Charge In Physical Review 94 1954 S 1046 doi 10 1103 PhysRev 94 1046 Dalitz Philosophical Magazine Bd 44 1953 S 1068 E Fabri Nuovo Cimento Bd 11 1954 S 479 M Schulz et al J Phys B Bd 40 S 3091 2007 M Schulz Phys Rev A Bd 79 S 042708 2009 Weblinks BearbeitenBock in Briefbook Particle Detectors zu Dalitz Plots mit einem BeispielEinzelnachweise Bearbeiten ComPWA A common amplitude analysis framework for PANDA M Michel et al 2014 J Phys Conf Ser 513 022025 Schulz et al 2007 2009 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Dalitz Diagramm amp oldid 199855810